太原理工大學(xué)操作系統(tǒng)復(fù)習(xí)提綱和習(xí)題解答.doc

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操作系統(tǒng)復(fù)習(xí)大綱 1． 操作系統(tǒng)功能、特征 2． 操作系統(tǒng)類型 3． 進(jìn)程的特征與進(jìn)程的組成 4． 進(jìn)程控制塊的內(nèi)容及作用 5． 進(jìn)程的3種基本狀態(tài)及其轉(zhuǎn)換 6． 進(jìn)程與線程的主要區(qū)別 7． 原語 8． 臨界資源、臨界區(qū) 9． 用信號量和p、v操作機(jī)制實現(xiàn)進(jìn)程的同步和互斥 10． 處理機(jī)的分級調(diào)度 11． 作業(yè)調(diào)度和進(jìn)程調(diào)度的比較 12． 進(jìn)程調(diào)度方式 13． 作業(yè)調(diào)度性能的衡量 14． 常用的調(diào)度算法 15． 產(chǎn)生死鎖的根本原因、必要條件和解決死鎖的方法 16． 邏輯地址（空間）、物理地址（空間） 17． 地址重定位，頁式存儲管理地址變換過程 18． 分區(qū)式存儲管理、分頁存儲管理與分段存儲管理的原理 19． 分區(qū)分配算法 20． 頁面淘汰算法 21． 設(shè)備的分類 22． 緩沖技術(shù) 23． I/O控制過程 24． 設(shè)備獨立性與邏輯設(shè)備和物理設(shè)備 25． Spooling技術(shù) 26． 文件的邏輯結(jié)構(gòu)、文件的物理結(jié)構(gòu)與存取方法 27． 文件目錄與目錄結(jié)構(gòu) 28． 操作系統(tǒng)接口的類型、形式和作用 29． 處理機(jī)的工作狀態(tài)及特權(quán)指令 30． 系統(tǒng)調(diào)用的過程 《操作系統(tǒng)》試卷題型 一、填空題（每空1分，共15分） 二、單項選擇題(共15小題，每小題2分，共30分) 三、簡答題（本大題共5小題，每小題5分，共25分） 按要點給分 四、應(yīng)用題（本大題共3小題，每小題10分，共30分） 按步驟給分 《操作系統(tǒng)》第四章作業(yè)題 1、采用可變分區(qū)管理存儲空間時，若主存中按地址順序依次有五個空閑區(qū)，大小分別為15K、28K、10K、226K、110K?，F(xiàn)有五個作業(yè)J1到J5，它們所需的主存空間依次是10K、15K、102K、26K、180K。問如果采用最先適應(yīng)分配算法，能否把這五個作業(yè)按J1到J5的次序全部裝入主存。使用哪種分配算法裝入這五個作業(yè)，可使主存的利用率最高？ 2、在一個支持虛擬分頁并采用請求頁式存儲管理的系統(tǒng)中，有一用戶程序，它訪問其地址空間的字地址序列是：70，74，135，276，400，300，700，266，148，560，284，172 若分配給該作業(yè)的內(nèi)存大小為384字，初始為空，頁大小為128字，試按FIFO、LRU頁面淘汰算法分別計算頁面訪問的缺頁中斷率。 3、在一頁式系統(tǒng)中，頁面的大小為1KB，地址寄存器的字長為20位?，F(xiàn)有一長度為4KB的用戶程序，其4個頁面分別被分配在內(nèi)存的10，14，15和18塊中。當(dāng)程序中的訪問地址為2058時，用圖畫出地址變換的過程。 4、某虛擬存貯器的用戶空間有32個頁面，每頁長1KB，主存16KB。假定某時刻，系統(tǒng)為用戶的第0，1，2，3頁分別分配的物理塊號為5，10，4，7，試將虛擬地址（16進(jìn)制）0AFC（H）和0E7B（H）變換為物理地址（仍用16進(jìn)制數(shù)表示），并要給出簡要的變換步驟。 《操作系統(tǒng)》第二章作業(yè)題及參考答案 一、請用P、V操作實現(xiàn)4100接力賽的同步過程，并說明所用信號量的作用和取值范圍。 解答： begin S12,S23,S34:semaphore;(信號量的作用：實現(xiàn)接力賽運(yùn)動員跑步過程的同步) S12=S23=S34=0; (信號量的取值范圍：1,0，-1) cobegin 　process P1 　begin 跑100米; 　 V(S12); end process　P2 　 begin P(S12); 跑100米; 　 V(S23); end process P3 　begin 　 P(S23); 　 跑100米; 　 V(S34); end process P4 　begin 　 P(S34); 　 跑100米; 　 end coend end 二、在某一自動測量系統(tǒng)中要完成采樣、轉(zhuǎn)換和顯示等任務(wù)。采樣過程把從傳感器上得到的整型微電壓值存入一個緩沖區(qū)，轉(zhuǎn)換過程把微電壓值從緩沖區(qū)取出，計算轉(zhuǎn)換成量度值再存入該緩沖區(qū)，顯示過程把緩沖區(qū)中的量度值取出并顯示。用PV操作實現(xiàn)三個過程共享緩沖區(qū)的同步問題，并說明信號量的作用。 解答： begin semaphore S1=1; （空） semaphore S2=0;（有電壓） semaphore S3=0;（有量度）(信號量的作用：實現(xiàn)采樣、轉(zhuǎn)換和顯示過程的同步) cobegin process 采樣 　begin L1:得到一個微電壓值; P(S1); 將微電壓值存入緩沖區(qū); V(S2); goto L1; end process　轉(zhuǎn)換 begin L2:P(S2); 從緩沖區(qū)中取出微電壓值; 將微電壓值轉(zhuǎn)換成量度值; 將量度值存入緩沖區(qū); V(S3); goto L2; end process 顯示 begin L3:P(S3); 　 從緩沖區(qū)中取出量度值; V(S1); 顯示量度值; goto L3; end coend end 三、桌子上有一只盤子，每次只能放入一個水果。爸爸專向盤中放蘋果，媽媽專向盤中放橘子，女兒專吃盤中的蘋果，兒子專吃盤中的橘子。試用P、V操作實現(xiàn)父、母、兒、女進(jìn)程的同步。 解答： begin semaphore S1=1; （盤空） semaphore S2=0; （有蘋果） semaphore S3=0; （有橘子） cobegin 　process 父 　begin F:取一個蘋果; P(S1); 將蘋果放入盤中; 　 V(S2); goto F; end process　母 begin M:取一個橘子; P(S1); 放入橘子; V(S3); goto M; end process 兒 begin S:P(S3); 從盤中取橘子; V(S1); 吃橘子; goto S; end process 女 begin D:P(S2); 　 從盤中取蘋果; V(S1); 吃蘋果; goto D; end coend end 《操作系統(tǒng)》第四章作業(yè)題及參考答案 一、 采用可變分區(qū)管理存儲空間時，若主存中按地址順序依次有五個空閑區(qū)，大小分別為15K、28K、10K、226K、110K?，F(xiàn)有五個作業(yè)J1到J5，它們所需的主存空間依次是10K、15K、102K、26K、180K。問如果采用最先適應(yīng)分配算法，能否把這五個作業(yè)按J1到J5的次序全部裝入主存。使用哪種分配算法裝入這五個作業(yè)，可使主存的利用率最高？ 解答： 作業(yè)J1到J5隊列：10K，15K，102K，26K，180K 102K 10K 15K 26K 15K 28K 10K 226K 110K 180K的作業(yè)無法裝入 1、FFA分配結(jié)果： 10K 102K 15K 180K 26K 15K 28K 10K 226K 110K 作業(yè)全部裝入 2、BFA分配結(jié)果： 102K 10K 15K 102K 15K 28K 10K 226K 110K 180K的作業(yè)無法裝入 3、WFA分配結(jié)果： 由分配結(jié)果可知，按FFA分配算法無法裝入全部作業(yè)，按BFA分配算法裝入了全部作業(yè)，BFA分配算法主存利用率最高。 二、 在一個支持虛擬分頁并采用請求頁式存儲管理的系統(tǒng)中，有一用戶程序，它訪問其地址空間的字地址序列是：70，74，135，276，400，300，700，266，148，560，284，172 若分配給該作業(yè)的內(nèi)存大小為384字，初始為空，頁大小為128字，試按FIFO、LRU頁面淘汰算法分別計算頁面訪問的缺頁中斷率。 解答： 因為頁長為128B，分配給作業(yè)的內(nèi)存大小為384B 故：分配給作業(yè)的內(nèi)存為384/123=3(塊) 因為訪問的字地址序列為：70，74，135，276，400，300，700，266，148，560，284，172 頁號P=(邏輯地址/頁長)INT 故對應(yīng)的頁地址序列為：0 ，0，1，2，3，2，5，2，1，4，2，1 按FIFO淘汰算法進(jìn)行置換時： х х х 0 1 2 3 5 0 0 1 2 3 2 5 2 1 4 2 1 0 0 0 1 2 3 5 1 1 1 2 3 5 1 4 2 3 5 1 4 2 缺頁中斷率f=（8/12）*100%=66.7% 按LRU淘汰算法進(jìn)行置換時： х х х 0 1 3 5 0 0 1 2 3 2 5 2 1 4 2 1 0 0 0 1 1 3 3 5 2 1 4 1 1 2 3 2 5 2 1 4 2 2 3 2 5 2 1 4 2 1 缺頁中斷率f=（7/12）*100%=58.33% 三、在一頁式系統(tǒng)中，頁面的大小為1KB，地址寄存器的字長為20位?，F(xiàn)有一長度為4KB的用戶程序，其4個頁面分別被分配在內(nèi)存的10，14，15和18塊中。當(dāng)程序中的訪問地址為2058時，用圖畫出地址變換的過程。 解答： 因為邏輯地址為2508B，頁長為1024B 故：頁號P=（2058/1024）int=2，頁內(nèi)地址d=（2058/1024）mod=10 根據(jù)頁號2查頁表取得對應(yīng)的塊號為15 所以物理地址W=15*1024+10=15370 頁地址轉(zhuǎn)換過程示意圖： 控制寄存器 邏輯地址2058 10 2 15 10 頁表始址 頁表長度 + ① 分 解 10 0 1 14 2 15 3 18 頁表 ② 查頁表 ③ 拼接 物理地址15370（H） 四、某虛擬存貯器的用戶空間有32個頁面，每頁長1KB，主存16KB。假定某時刻，系統(tǒng)為用戶的第0，1，2，3頁分別分配的物理塊號為5，10，4，7，試將虛擬地址（16進(jìn)制）0AFC（H）和0E7B（H）變換為物理地址（仍用16進(jìn)制數(shù)表示），并要給出簡要的變換步驟。 解答： 1、邏輯地址0AFC（H）對應(yīng)的二進(jìn)制地址為：0000 10 |10 1111 1100 (B) p =2 d 根據(jù)頁號查頁表 ↓ ↓ 對應(yīng)的塊號為 b=4 ↓ 將塊號與頁內(nèi)地址拼接為物理地址 000100 |10 1111 1100 (B) 對應(yīng)十六進(jìn)制為 1 2 F C (H) 2、邏輯地址0E7B（H）對應(yīng)的二進(jìn)制地址為：0000 11 |10 0111 1011 (B) p =3 d 根據(jù)頁號查頁表 ↓ ↓ 對應(yīng)的塊號為 b=7 ↓ 將塊號與頁內(nèi)地址拼接為物理地址 000111 |10 0111 1011 (B) 對應(yīng)十六進(jìn)制為 1 E 7 B (H)